DE112018007923T5 - Doherty amplifier - Google Patents

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Abstract

Ein Gehäuse (1) enthält einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss (2, 3), die einander benachbart sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss (4, 5), die einander benachbart sind. Innerhalb des Gehäuses (1) sind zwischen dem ersten Eingangsanschluss (2) und dem ersten Ausgangsanschluss (4) eine erste Eingangsanpassungsschaltung (6), eine erste Verzögerungsschaltung (7), eine zweite Eingangsanpassungsschaltung (8), ein erster Verstärker (9) und eine erste Ausgangsanpassungsschaltung (10) sequentiell verbunden. Innerhalb des Gehäuses (1) sind zwischen dem zweiten Eingangsanschluss (3) und dem zweiten Ausgangsanschluss (5) eine dritte Eingangsanpassungsschaltung (11), ein zweiter Verstärker (12), eine zweite Ausgangsanpassungsschaltung (13), eine zweite Verzögerungsschaltung (14) und eine dritte Ausgangsanpassungsschaltung (15) sequentiell verbunden. Außerhalb des Gehäuses (1) sind erste bis vierte Anpassungsschaltungen (16-19) mit dem ersten Eingangsanschluss (2), dem zweiten Eingangsanschluss (3), dem ersten Ausgangsanschluss (4) bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss (5) verbunden.A housing (1) contains a first and a second input port (2, 3) which are adjacent to one another, and a first and a second output port (4, 5) which are adjacent to one another. Within the housing (1) between the first input connection (2) and the first output connection (4) are a first input matching circuit (6), a first delay circuit (7), a second input matching circuit (8), a first amplifier (9) and a first output matching circuit (10) sequentially connected. Within the housing (1) between the second input connection (3) and the second output connection (5) are a third input matching circuit (11), a second amplifier (12), a second output matching circuit (13), a second delay circuit (14) and a third output matching circuit (15) sequentially connected. Outside the housing (1), first to fourth matching circuits (16-19) are connected to the first input connection (2), the second input connection (3), the first output connection (4) and the second output connection (5), respectively.

Description

Gebietarea

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf einen Doherty-Verstärker mit zwei Verstärkern in einem Gehäuse.The present disclosure relates to a Doherty amplifier having two amplifiers in one housing.

Hintergrundbackground

In der Mobilkommunikation ist es typischerweise erforderlich, dass ein Übertragungsleistungsverstärker einen hohen Wirkungsgrad und eine geringe Verzerrung aufweist. Ferner wird in den letzten Jahren, um eine Kommunikation mit hoher Geschwindigkeit und großer Kapazität zu unterstützen, ein Modulationswellensignal mit einem hohen PAPR (Peak Average Power Ratio bzw. Spitze-Durchschnitt-Leistungsverhältnis) genutzt. Falls ein Signal mit einem hohem PAPR mit einem Leistungsverstärker verstärkt wird, lässt man, um Verzerrungsstandards zu erfüllen, den Leistungsverstärker bei einer niedrigen durchschnittlichen Ausgangsleistung arbeiten, die erhalten wird, indem ein Back-Off bei einer Sättigungsausgangsleistung vorgesehen wird. Da ein Back-Off-Betrag typischerweise mit einem Wirkungsgrad invers zusammenhängt, kann man in einem Fall, in dem ein hohes PAPR genutzt wird, keinen hohen Wirkungsgrad erwarten. Doherty-Verstärker genannte Verstärker, welche dieses Problem lösen können, werden vorwiegend bei Kommunikations-Basisstationen weithin verwendet.In mobile communications, a transmission power amplifier is typically required to have high efficiency and low distortion. Further, in recent years, in order to support high-speed, large-capacity communication, a modulation wave signal having a high PAPR (Peak Average Power Ratio) has been used. If a signal with a high PAPR is amplified with a power amplifier, in order to meet distortion standards, the power amplifier is allowed to operate at a low average output power obtained by providing a back-off to a saturated output power. Since a back-off amount is typically inversely related to an efficiency, a high efficiency cannot be expected in a case where a high PAPR is used. Amplifiers called Doherty amplifiers, which can solve this problem, are widely used mainly in communication base stations.

Im Doherty-Verstärker sind ein Hauptverstärker, der auf die Klasse AB oder Klasse B vorgespannt ist, und ein Spitzenverstärker, der auf die Klasse C vorgespannt ist, unter Verwendung einer λ/4-Leitung parallel synthetisiert. Die λ/4-Leitung ist an einem Ausgang eines der Verstärker positioniert. Die λ/4-Leitung ist auch an einem Eingang des anderen Verstärkers positioniert. Da die beiden Verstärker in ähnlicher Art und Weise arbeiten und bei Einspeisung eines großen Signals in Phase synthetisiert sind, zeigen sich Charakteristiken, die Charakteristiken eines 2-synthetisierten Verstärkers (engl.: 2-synthesized amplifier) ähnlich sind, und kann eine große Sättigungsausgangsleistung realisiert werden. Bei Einspeisung eines kleinen Signals indes kann, da nur der Hauptverstärker arbeitet und die mit der Ausgangsseite des Hauptverstärkers verbundene λ/4-Leitung als Impedanzinverter fungiert, ein hoher Wirkungsgrad durch eine hohe Lastimpedanz erhalten werden. Daher kann der Doherty-Verstärker in einem weiten Ausgangsleistungsbereich einen hohen Wirkungsgrad realisieren.In the Doherty amplifier, a main amplifier biased to class AB or class B and a peak amplifier biased to class C are synthesized in parallel using a λ / 4 line. The λ / 4 line is positioned at an output of one of the amplifiers. The λ / 4 line is also positioned at an input of the other amplifier. Since the two amplifiers operate in a similar manner and are synthesized in phase when a large signal is input, characteristics similar to the characteristics of a 2-synthesized amplifier are exhibited, and a large saturation output can be realized become. When a small signal is fed in, however, since only the main amplifier works and the λ / 4 line connected to the output side of the main amplifier functions as an impedance inverter, a high degree of efficiency can be obtained through a high load impedance. Therefore, the Doherty amplifier can realize a high efficiency in a wide output power range.

Da der Doherty-Verstärker zwei Verstärker nutzt, ist es wünschenswert, die beiden Verstärker in einem Gehäuse unterzubringen, um eine Größe zu reduzieren. Falls der gesamte Doherty-Verstärker integriert wird, ist es indes schwierig, Charakteristiken fein einzustellen. Deshalb ist es wünschenswert, die beiden Verstärker und nur einen Teil von Anpassungsschaltungen in einem Gehäuse unterzubringen und einen einstellbaren Teil außerhalb des Gehäuses vorzusehen. Eine elektromagnetische Kopplung zwischen benachbarten Eingangsanschlüssen oder zwischen benachbarten Ausgangsanschlüssen beeinflusst jedoch Vorrichtungscharakteristiken. Man geht davon aus, dass dies der Fall ist, da verglichen mit einem Fall, in dem der Doherty-Verstärker mit je zwei Sätzen von Halbleitervorrichtungen aufgebaut ist, worin ein Verstärker in einem Gehäuse untergebracht ist, sowie ein Abstand zwischen Anschlüssen reduziert ist, ein Signal, das zwischen benachbarten Anschlüssen durchgeht, eine Phasendifferenz von 90 Grad aufweist. Obwohl ein Verfahren, bei dem eine elektrische Abschirmung innerhalb eines Gehäuses vorgesehen wird, vorgeschlagen wird, um dieses Problem anzugehen, ist eine Reduzierung der Größe aufgrund einer Größe der elektrischen Abschirmung beschränkt. Ferner wird auch vorgeschlagen, alle Komponenten mit Ausnahme einer Teilungsschaltung und einer Syntheseschaltung des Doherty-Verstärkers in einem Gehäuse unterzubringen (siehe zum Beispiel PTL 1).Since the Doherty amplifier uses two amplifiers, it is desirable to put the two amplifiers in one case in order to reduce a size. If the entire Doherty amplifier is integrated, however, it is difficult to fine-tune characteristics. It is therefore desirable to accommodate the two amplifiers and only part of the matching circuits in one housing and to provide an adjustable part outside the housing. However, electromagnetic coupling between adjacent input ports or between adjacent output ports affects device characteristics. This is considered to be the case as compared with a case where the Doherty amplifier is constructed with two sets of semiconductor devices in which an amplifier is housed in a case and a distance between terminals is reduced Signal passing between adjacent terminals has a phase difference of 90 degrees. Although a method in which an electrical shield is provided inside a case is proposed to address this problem, a reduction in size due to a size of the electrical shield is limited. It is also proposed that all components with the exception of a dividing circuit and a synthesis circuit of the Doherty amplifier be accommodated in one housing (see, for example, PTL 1).

ZitatlisteList of quotes

PatentliteraturPatent literature

[PTL 1] JP 2005-303771 A [PTL 1] JP 2005-303771 A

ZusammenfassungSummary

Technisches ProblemTechnical problem

Obwohl es möglich ist, eine elektromagnetische Kopplung zu unterdrücken, indem alle Komponenten mit Ausnahme einer Teilungsschaltung und einer Syntheseschaltung in einem Gehäuse untergebracht werden, besteht ein Problem, dass es schwierig ist, Charakteristiken wie oben beschrieben fein einzustellen.Although it is possible to suppress electromagnetic coupling by housing all components except a dividing circuit and a synthesis circuit in one case, there is a problem that it is difficult to fine-tune characteristics as described above.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um das Problem wie oben beschrieben zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Doherty-Verstärker zu erhalten, der ermöglicht, dass eine feine Einstellung von Charakteristiken leicht durchgeführt wird, während eine elektromagnetische Kopplung unterdrückt wird.The present invention has been made to solve the problem as described above, and an object of the present invention is to obtain a Doherty amplifier which enables fine adjustment of characteristics to be easily performed while suppressing electromagnetic coupling .

Lösung für das ProblemSolution to the problem

Ein Doherty-Verstärker gemäß der vorliegenden Offenbarung umfasst: ein Gehäuse, das einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss, die einander benachbart sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss, die einander benachbart sind, enthält; eine erste Eingangsanpassungsschaltung, eine erste Verzögerungsschaltung, eine zweite Eingangsanpassungsschaltung, einen ersten Verstärker und eine erste Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; eine dritte Eingangsanpassungsschaltung, einen zweiten Verstärker, eine zweite Ausgangsanpassungsschaltung, eine zweite Verzögerungsschaltung und eine dritte Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; erste bis vierte Anpassungsschaltungen, die mit dem ersten Eingangsanschluss, dem zweiten Eingangsanschluss, dem ersten Ausgangsanschluss bzw. den zweiten Ausgangsanschluss verbunden sind, außerhalb des Gehäuses; eine Teilungsschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, die ein Eingangssignal in zwei Signale gleich teilt und die beiden Signale über die erste und die zweite Anpassungsschaltung in den ersten bzw. den zweiten Eingangsanschluss einspeist; und eine Syntheseschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist und von dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss über die dritte und die vierte Anpassungsschaltung eingespeiste Signale in ein Signal synthetisiert.A Doherty amplifier according to the present disclosure includes: a housing having first and second input terminals that are adjacent to each other and first and second output terminals that are are adjacent to each other contains; a first input matching circuit, a first delay circuit, a second input matching circuit, a first amplifier, and a first output matching circuit sequentially connected between the first input terminal and the first output terminal within the housing; a third input matching circuit, a second amplifier, a second output matching circuit, a second delay circuit, and a third output matching circuit sequentially connected between the second input terminal and the second output terminal within the housing; first to fourth matching circuits connected to the first input terminal, the second input terminal, the first output terminal and the second output terminal, respectively, outside the housing; a dividing circuit which is provided outside the housing, divides an input signal equally into two signals and feeds the two signals to the first and second input terminals via the first and second matching circuits, respectively; and a synthesis circuit provided outside the case and synthesizes signals input from the first and second output terminals through the third and fourth matching circuits into a signal.

Vorteilhafte Effekte der ErfindungAdvantageous Effects of the Invention

Da die Verzögerungsschaltungen in das Gehäuse integriert sind, ist es in der vorliegenden Offenbarung möglich, Phasen zwischen den Eingangsanschlüssen und zwischen Ausgangsanschlüssen gleich einzurichten. Auf diese Weise ist es möglich, eine bei einem kleinen Gehäuse auftretende elektromagnetische Kopplung zu unterdrücken. Ferner ist es möglich, Charakteristiken des Doherty-Verstärkers an den Anpassungsschaltungen außerhalb des Gehäuses leicht fein einzustellen.In the present disclosure, since the delay circuits are integrated into the housing, it is possible to establish phases between the input terminals and between output terminals to be the same. In this way, it is possible to suppress electromagnetic coupling occurring in a small case. Furthermore, it is possible to easily fine-tune characteristics of the Doherty amplifier on the matching circuits outside the housing.

FigurenlisteFigure list

  • 1 ist eine Ansicht, die einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht. 1 FIG. 13 is a view illustrating a Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 2 ist eine Draufsicht, die ein Gehäuse eines Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 2 FIG. 13 is a plan view illustrating a package of a Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 3 ist ein Querschnittsdiagramm, das das Gehäuse des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 3 FIG. 13 is a cross-sectional diagram illustrating the housing of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 4 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation einer Ausgangsanpassungsschaltung des zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 4th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of an output matching circuit of the second amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. 5 Fig. 13 is a circuit diagram illustrating a Doherty amplifier according to the comparative example.
  • 6 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis eines Drain-Wirkungsgrads des Doherty-Verstärkers gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. 6th Fig. 13 is a view illustrating a calculation result of a drain efficiency of the Doherty amplifier according to the comparative example.
  • 7 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis einer Verstärkung des Doherty-Verstärkers gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. 7th Fig. 13 is a view illustrating a calculation result of a gain of the Doherty amplifier according to the comparative example.
  • 8 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis eines Drain-Wirkungsgrads des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 8th FIG. 12 is a view illustrating a calculation result of a drain efficiency of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis einer Verstärkung des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 9 FIG. 12 is a view illustrating a calculation result of a gain of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG.
  • 10 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, indem ein Einfluss des Abstands zwischen Anschlüssen in Bezug auf die Sättigungsausgangsleistung berechnet wird. 10 Fig. 13 is a view illustrating a result obtained by calculating an influence of the distance between terminals on the saturation output.
  • 11 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, indem eine Sättigungsausgangsleistung des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 berechnet wird, während die elektrische Länge der Verzögerungsschaltung geändert wird. 11 Fig. 13 is a view illustrating a result obtained by calculating a saturation output of the Doherty amplifier according to Embodiment 1 while changing the electrical length of the delay circuit.
  • 12 ist ein Ersatzschaltbild, das das Innere eines Gehäuses eines Doherty-Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht. 12th FIG. 13 is an equivalent circuit diagram illustrating the inside of a case of a Doherty amplifier according to Embodiment 2. FIG.
  • 13 ist eine Draufsicht, die ein Layout innerhalb des Gehäuses des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 2 veranschaulicht. 13th FIG. 13 is a plan view illustrating a layout inside the case of the Doherty amplifier according to Embodiment 2. FIG.
  • 14 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation einer Ausgangsanpassungsschaltung eines zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 2 veranschaulicht. 14th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of an output matching circuit of a second amplifier according to Embodiment 2. FIG.
  • 15 ist eine Ansicht, die einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht. 15th FIG. 13 is a view illustrating a Doherty amplifier according to Embodiment 3. FIG.
  • 16 ist ein Ersatzschaltbild, das das Innere des Gehäuses des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. 16 FIG. 13 is an equivalent circuit diagram illustrating the inside of the case of the Doherty amplifier according to Embodiment 3. FIG.
  • 17 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation der Ausgangsanpassungsschaltung des ersten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. 17th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of the output matching circuit of the first amplifier according to Embodiment 3. FIG.
  • 18 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation der Ausgangsanpassungsschaltung des zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. 18th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of the output matching circuit of the second amplifier according to Embodiment 3. FIG.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Ein Doherty-Verstärker gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen Komponenten werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, und deren wiederholte Beschreibung kann unterlassen werden.A Doherty amplifier according to the embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings. The same components are denoted by the same symbols, and their repeated description can be omitted.

Ausführungsform 1Embodiment 1

1 ist eine Ansicht, die einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 1 veranschaulicht. Ein Gehäuse 1 enthält einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss 2 und 3, die einander benachbart sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss 4 und 5, die einander benachbart sind. 1 FIG. 13 is a view illustrating a Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG. One housing 1 includes a first and a second input port 2 and 3 adjacent to each other and first and second output terminals 4th and 5 that are adjacent to each other.

Innerhalb des Gehäuses 1 sind zwischen dem ersten Eingangsanschluss 2 und dem ersten Ausgangsanschluss 4 eine erste Eingangsanpassungsschaltung 6, eine erste Verzögerungsschaltung 7, eine zweite Eingangsanpassungsschaltung 8, ein erster Verstärker 9 und eine erste Ausgangsanpassungsschaltung 10 sequentiell verbunden. Innerhalb des Gehäuses 1 sind zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 3 und dem zweiten Ausgangsanschluss 5 eine dritte Eingangsanpassungsschaltung 11, ein zweiter Verstärker 12, eine zweite Ausgangsanpassungsschaltung 13, eine zweite Verzögerungsschaltung 14 und eine dritte Ausgangsanpassungsschaltung 15 sequentiell verbunden.Inside the case 1 are between the first input port 2 and the first output terminal 4th a first input matching circuit 6th , a first delay circuit 7th , a second input matching circuit 8th , a first amplifier 9 and a first output matching circuit 10 sequentially connected. Inside the case 1 are between the second input port 3 and the second output terminal 5 a third input matching circuit 11 , a second amplifier 12th , a second output matching circuit 13th , a second delay circuit 14th and a third output matching circuit 15th sequentially connected.

Der erste Verstärker 9 und der zweite Verstärker 12 sind beispielsweise GaN-HEMTs. Der erste Verstärker 9 ist auf die Klasse AB oder Klasse B vorgespannt. Der zweite Verstärker 12 ist auf die Klasse C vorgespannt. Die zweite Eingangsanpassungsschaltung 8 oder dergleichen sind mit einem Gate des ersten Verstärkers 9 verbunden, und die erste Ausgangsanpassungsschaltung 10 ist mit einem Drain des ersten Verstärkers 9 verbunden. Die dritte Eingangsanpassungsschaltung 11 ist mit einem Gate des zweiten Verstärkers 12 verbunden, und die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 13 oder dergleichen sind mit einem Drain des zweiten Verstärkers 12 verbunden.The first amplifier 9 and the second amplifier 12th are for example GaN-HEMTs. The first amplifier 9 is preloaded to class AB or class B. The second amplifier 12th is preloaded to class C. The second input matching circuit 8th or the like are connected to a gate of the first amplifier 9 connected, and the first output matching circuit 10 is to a drain of the first amplifier 9 connected. The third input matching circuit 11 is to a gate of the second amplifier 12th connected, and the second output matching circuit 13th or the like are connected to a drain of the second amplifier 12th connected.

Außerhalb des Gehäuses 1 sind erste bis vierte Anpassungsschaltungen 16 bis 19 mit dem ersten Eingangsanschluss 2, dem zweiten Eingangsanschluss 3, dem ersten Ausgangsanschluss 4 bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss 5 verbunden. Die erste und die zweite Anpassungsschaltung 16 und 17 können Gate-Vorspannungsschaltungen enthalten. Die dritte und die vierte Anpassungsschaltung 18 und 19 können Drain-Vorspannungsschaltungen enthalten.Outside the case 1 are first to fourth matching circuits 16 to 19th with the first input port 2 , the second input port 3 , the first output port 4th or the second output connection 5 connected. The first and second matching circuits 16 and 17th may include gate bias circuits. The third and fourth matching circuits 18th and 19th may include drain bias circuits.

Außerhalb des Gehäuses 1 sind auch eine Teilungsschaltung 20 und eine Syntheseschaltung 21 vorgesehen. Die Teilungsschaltung 20 teilt ein Eingangssignal gleich in zwei Signale in Phase und speist die jeweiligen Signale über die erste und die zweite Anpassungsschaltung 16 und 17 in den ersten und den zweiten Eingangsanschluss 2 und 3 ein. Die Teilungsschaltung 20 ist eine Wilkinson-Teilungsschaltung mit Mikrostreifenleitungen 22 und 23, deren charakteristische Impedanz 70,71 Ω beträgt und die eine elektrische Länge von 1/4 einer Wellenlänge λ eines Eingangssignals aufweisen, und einem Widerstand 24 von 100 Ω.Outside the case 1 are also a dividing circuit 20th and a synthesis circuit 21st intended. The dividing circuit 20th divides an input signal equally into two signals in phase and feeds the respective signals via the first and the second matching circuit 16 and 17th into the first and second input ports 2 and 3 a. The dividing circuit 20th is a Wilkinson division circuit with microstrip lines 22 and 23, the characteristic impedance of which is 70.71 Ω and an electrical length of 1/4 of a wavelength λ of an input signal, and a resistance 24 of 100 Ω.

Die Syntheseschaltung 21 synthetisiert von dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss 4 und 5 über die dritte und die vierte Anpassungsschaltung 18 und 19 eingespeiste Signale in ein Signal. Die Anpassungsschaltung 25 und eine Last 26 sind mit einem Ausgang der Syntheseschaltung 21 verbunden. Ein Widerstandswert der Last 26 beträgt typischerweise 50 Ω. Die Anpassungsschaltung 25 ist eine Mikrostreifenleitung, deren charakteristische Impedanz 35,36 Ω beträgt und die eine elektrische Länge von 1/4 einer Wellenlänge λ eines Eingangssignals aufweist.The synthesis circuit 21st synthesized from the first and second output terminals 4th and 5 via the third and fourth matching circuit 18th and 19th signals fed into a signal. The matching circuit 25 and a load 26 are connected to an output of the synthesis circuit 21st connected. A resistance value of the load 26 is typically 50 Ω. The matching circuit 25 is a microstrip line whose characteristic impedance is 35.36 Ω and which has an electrical length of 1/4 of a wavelength λ of an input signal.

Schaltungen innerhalb des Gehäuses 1 sind mit beispielsweise einer Metallstruktur, die auf einem Harzsubstrat ausgebildet ist, dessen relative Permittivität zwischen 3 und 4 liegt und dessen Dicke zwischen annähernd 20 bis 30 Mils liegt, und SMD- (Surface Mount Device-) Komponenten aufgebaut. Anpassungsschaltungen innerhalb des Gehäuses 1 sind mit einer Induktivität eines Bondingdrahts, einem MIM- (Metall-Isolator-Metall-) Kondensator oder einer Mikrostreifenleitung aufgebaut, der oder die auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist, dessen relative Permittivität zwischen 30 und 300 liegt. Die erste und die zweite Verzögerungsschaltung 7 und 14 sind Mikrostreifenleitungen, die auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet sind, dessen relative Permittivität zwischen 30 und 300 liegt.Circuits within the housing 1 are constructed with, for example, a metal structure formed on a resin substrate whose relative permittivity is between 3 and 4 and whose thickness is between approximately 20 to 30 mils, and SMD (Surface Mount Device) components. Matching circuits within the housing 1 are constructed with an inductance of a bonding wire, an MIM (metal-insulator-metal) capacitor or a microstrip line, which is formed on a dielectric substrate whose relative permittivity is between 30 and 300. The first and second delay circuits 7th and 14th are microstrip lines formed on a dielectric substrate whose relative permittivity is between 30 and 300.

2 ist eine Draufsicht, die ein Gehäuse eines Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 3 ist ein Querschnittsdiagramm, das das Gehäuse des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Der erste Verstärker 9, der zweite Verstärker 12 oder dergleichen sind auf einem Kühlkörper 27 montiert. Der erste und der zweite Eingangsanschluss 2 und 3, der erste und der zweite Ausgangsanschluss 4 und 5 und der Kühlkörper 27 sind mit einem Formmaterial 28 fixiert. Des Gehäuse 1 ist jedoch nicht auf ein geformtes Gehäuse beschränkt und kann ein Keramikgehäuse sein. 2 FIG. 13 is a plan view illustrating a package of a Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG. 3 FIG. 13 is a cross-sectional diagram illustrating the housing of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG. The first amplifier 9 , the second amplifier 12th or the like are mounted on a heat sink 27. The first and second input ports 2 and 3 , the first and the second output port 4th and 5 and the heat sink 27 are fixed with a molding material 28. Of the housing 1 however, it is not limited to a molded case and may be a ceramic case.

Die ersten bis dritten Eingangsanpassungsschaltungen 6, 8 und 11 und die erste und die zweite Anpassungsschaltung 16 und 17 sind so ausgelegt, dass Signale in Gates des ersten Verstärkers 9 und des zweiten Verstärkers 12 eingespeist werden können, ohne bei Einspeisung eines großen Signals reflektiert zu werden. Die ersten bis dritten Ausgangsanpassungsschaltungen 10, 13 und 15 und die dritte und die vierte Anpassungsschaltung 18 und 19 sind so ausgelegt, dass eine Impedanz einer Ausgangsseite, von Drains des ersten Verstärkers 9 und des zweiten Verstärkers 12 aus gesehen, eine optimale Lastimpedanz Zopt wird. Zopt wird typischerweise durch eine Load-Pull-Berechnung oder Load-Pull-Auswertung eines Transistors bestimmt und wird bei einer Last, bei der ein Sättigungs-Wirkungsgrad ein Maximum wird, einer Last, bei der ein Wirkungsgrad einer Leistungslast ein Maximum wird, einer Last, bei der eine Sättigungsausgangsleistung ein Maximum wird, oder dergleichen eingerichtet.The first to third input matching circuits 6th , 8th and 11 and the first and the second Matching circuit 16 and 17th are designed so that signals in gates of the first amplifier 9 and the second amplifier 12th can be fed in without being reflected when a large signal is fed in. The first to third output matching circuits 10 , 13th and 15th and the third and fourth matching circuits 18th and 19th are designed so that an impedance of an output side, of drains of the first amplifier 9 and the second amplifier 12th seen from an optimal load impedance becomes Zopt. Zopt is typically determined by a load-pull calculation or load-pull evaluation of a transistor and becomes a load at a load at which a saturation efficiency becomes a maximum, a load at which an efficiency of a power load becomes a maximum at which a saturation output becomes a maximum, or the like is established.

Eine Impedanz einer Eingangsseite, von einem Ausgangsende der ersten Eingangsanpassungsschaltung 6 aus gesehen, ist eine erste Impedanz ZS1 bei einer Frequenz eines Eingangssignals. Eine Impedanz einer Ausgangsseite, von einem Eingangsende der dritten Ausgangsanpassungsschaltung 15 aus gesehen, ist eine zweite Impedanz ZL1 bei einer Frequenz eines Eingangssignals. ZS1 und ZL1 haben keinen imaginären Teil. Die charakteristische Impedanz der ersten Verzögerungsschaltung 7 ist die gleiche wie ZS1. Die charakteristische Impedanz der zweiten Verzögerungsschaltung 14 ist die gleiche wie ZL1. Da die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 nur eine Phase ohne Änderung der Impedanz verzögern, müssen die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 mit einer Schaltung mit einer Impedanz, die keinen imaginären Teil hat, verbunden sein.An impedance of an input side from an output end of the first input matching circuit 6th seen from a first impedance Z S1 at a frequency of an input signal. An impedance of an output side from an input end of the third output matching circuit 15th From a perspective, a second impedance is Z L1 at a frequency of an input signal. Z S1 and Z L1 have no imaginary part. The characteristic impedance of the first delay circuit 7th is the same as Z S1 . The characteristic impedance of the second delay circuit 14th is the same as Z L1 . Because the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th Delaying only one phase without changing the impedance need the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th be connected to a circuit with an impedance that has no imaginary part.

Eine Anpassungsschaltung vom Drain des ersten Verstärkers 9 zur Syntheseschaltung 21 ist so ausgelegt, dass eine Durchlassband-Phase 90 Grad + 180 x N Grad (wobei N eine natürliche Zahl ist) bei einer Frequenz eines Eingangssignals wird. Ferner ist eine Anpassungsschaltung vom Drain des zweiten Verstärkers 12 zur Syntheseschaltung 21 so ausgelegt, dass eine Durchlassband-Phase 0 Grad + 180 x M (M ist eine natürliche Zahl) bei einer Frequenz eines Eingangssignals wird. Hier wird ein Fall beschrieben, in dem N = 0 und M = 1 gelten. Indem man die Anpassungsschaltungen auf diese Weise auslegt, wird eine Impedanz bei einem kleinen Signal auf der Seite des zweiten Verstärkers 12, von der Syntheseschaltung 21 aus gesehen, offen. Ferner wird eine Lastimpedanz bei einem kleinen Signal des ersten Verstärkers 9 bei einer doppelt so hohen Impedanz wie derjenigen bei einem großen Signal eingerichtet.A matching circuit from the drain of the first amplifier 9 for synthesis circuit 21st is designed so that a passband phase becomes 90 degrees + 180 x N degrees (where N is a natural number) at a frequency of an input signal. There is also a matching circuit from the drain of the second amplifier 12th for synthesis circuit 21st designed so that a passband phase becomes 0 degrees + 180 x M (M is a natural number) at a frequency of an input signal. Here, a case will be described in which N = 0 and M = 1. By designing the matching circuits in this way, an impedance to a small signal becomes on the second amplifier side 12th , from the synthesis circuit 21st from an open point of view. Furthermore, a load impedance becomes when the signal of the first amplifier is small 9 set up at an impedance twice as high as that at a large signal.

4 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation einer Ausgangsanpassungsschaltung des zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Die Impedanz wird von 50 Ω auf ZL1 bei der dritten Ausgangsanpassungsschaltung 15 und der vierten Anpassungsschaltung 19 transformiert. Die zweite Verzögerungsschaltung 14 ist mit einer Position verbunden, an der eine Impedanz dieses ZL1 wird, das keinen imaginären Teil hat, und ist mit einer Mikrostreifenleitung aufgebaut, die eine elektrische Länge von 1/4 einer Wellenlänge λ eines Signals bei einer charakteristischen Impedanz ZL1 hat. Die erste Verzögerungsschaltung 7 ist ebenfalls mit einer Position verbunden, an der eine Impedanz die Impedanz ZS1 wird, die in ähnlicher Art und Weise keinen imaginären Teil hat, und ist mit einer Mikrostreifenleitung aufgebaut, die eine elektrische Länge von 1/4 einer Wellenlänge λ eines Signals bei der charakteristischen Impedanz ZS1 hat. 4th Fig. 13 is a view showing impedance transformation of an output matching circuit of the second amplifier according to the embodiment 1 illustrated. The impedance is from 50 Ω to Z L1 in the third output matching circuit 15th and the fourth matching circuit 19th transformed. The second delay circuit 14th is connected to a position where an impedance becomes that Z L1 having no imaginary part, and is constructed with a microstrip line having an electrical length of 1/4 of a wavelength λ of a signal at a characteristic impedance Z L1 . The first delay circuit 7th is also connected to a position where an impedance becomes the impedance Z S1 , which similarly has no imaginary part, and is constructed with a microstrip line having an electrical length of 1/4 of a wavelength λ of a signal at the characteristic impedance Z S1 .

Anschließend werden Effekte der vorliegenden Ausführungsform im Vergleich mit einem Vergleichsbeispiel beschrieben. 5 ist ein Schaltungsdiagramm, das einen Doherty-Verstärker gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. Im Vergleichsbeispiel sind die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 außerhalb des Gehäuses 1 vorgesehen. Eine charakteristische Impedanz der Mikrostreifenleitung der ersten Verzögerungsschaltung 7 und der zweiten Verzögerungsschaltung 14 beträgt 50 Ω. Daher tritt eine Phasendifferenz von 90 Grad zwischen dem ersten und dem zweiten Eingangsanschluss 2 und 3 oder zwischen dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss 4 und 5 des Gehäuses 1 auf. Dementsprechend ist ein Einfluss aufgrund einer Interferenz zwischen Pfaden groß.Then, effects of the present embodiment will be described in comparison with a comparative example. 5 Fig. 13 is a circuit diagram illustrating a Doherty amplifier according to the comparative example. In the comparative example are the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th outside the case 1 intended. A characteristic impedance of the microstrip line of the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th is 50 Ω. Therefore, a phase difference of 90 degrees occurs between the first and second input terminals 2 and 3 or between the first and the second output port 4th and 5 of the housing 1 on. Accordingly, an influence due to an interference between paths is great.

6 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis eines Drain-Wirkungsgrads des Doherty-Verstärkers gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. 7 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis einer Verstärkung des Doherty-Verstärkers gemäß dem Vergleichsbeispiel veranschaulicht. Eine dicke Linie gibt einen Fall an, in dem ein Abstand zwischen Anschlüssen 1 mm beträgt, und eine dünne Linie gibt einen Fall an, in dem ein Abstand zwischen Anschlüssen 100 mm beträgt. Im Vergleichsbeispiel erkennt man eine Abnahme in der Sättigungsausgangsleistung und eine Abnahme im Wirkungsgrad bei einem Back-Off aufgrund einer Abnahme im Abstand zwischen den Anschlüssen. 8 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis des Drain-Wirkungsgrads des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. 9 ist eine Ansicht, die ein Berechnungsergebnis einer Verstärkung des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 veranschaulicht. Man kann verstehen, dass sich in der Ausführungsform 1 Charakteristiken nicht verschlechtern, selbst wenn der Abstand zwischen den Anschlüssen auf 1 mm abnimmt. 6th Fig. 13 is a view illustrating a calculation result of a drain efficiency of the Doherty amplifier according to the comparative example. 7th Fig. 13 is a view illustrating a calculation result of a gain of the Doherty amplifier according to the comparative example. A thick line indicates a case where a distance between terminals is 1 mm, and a thin line indicates a case where a distance between terminals is 100 mm. In the comparative example, there is a decrease in the saturation output power and a decrease in the efficiency during a back-off due to a decrease in the distance between the terminals. 8th FIG. 13 is a view illustrating a drain efficiency calculation result of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG. 9 FIG. 12 is a view illustrating a calculation result of a gain of the Doherty amplifier according to Embodiment 1. FIG. It can be understood that in Embodiment 1, characteristics do not deteriorate even if the distance between the connections decreases to 1 mm.

10 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, indem ein Einfluss des Abstands zwischen Anschlüssen bezüglich der Sättigungsausgangsleistung berechnet wird. Eine horizontale Achse gibt den Abstand zwischen Anschlüssen an. Eine vertikale Achse gibt eine relative Änderung der Sättigungsausgangsleistung basierend auf einer Sättigungsausgangsleistung bei dem Abstand zwischen Anschlüssen von 100 mm an, bei dem eine elektromagnetische Kopplung zwischen Anschlüssen ignoriert werden kann. Man kann im Vergleichsbeispiel verstehen, dass, falls der Abstand zwischen Anschlüssen kleiner als etwa 10 mm wird, man eine Abnahme in der Sättigungsausgangsleistung sehen kann, und, falls der Abstand zwischen Anschlüssen mehrere Millimeter beträgt, eine Sättigungsausgangsleistung stark abnimmt. Indes nimmt in der Ausführungsform 1, selbst wenn der Abstand zwischen Anschlüssen 1 mm beträgt, eine Sättigungsausgangsleistung nur geringfügig ab. 10 Fig. 13 is a view illustrating a result obtained by calculating an influence of the distance between terminals on the saturation output. A horizontal axis indicates the distance between connectors. A vertical axis indicates a relative change in the saturation output based on a saturation output at the inter-terminal distance of 100 mm at which electromagnetic coupling between terminals can be ignored. In the comparative example, it can be understood that if the distance between terminals becomes smaller than about 10 mm, a decrease in saturation output can be seen, and if the distance between terminals is several millimeters, a saturation output greatly decreases. Meanwhile, in Embodiment 1, even if the distance between terminals is 1 mm, a saturation output decreases only slightly.

11 ist eine Ansicht, die ein Ergebnis veranschaulicht, das erhalten wird, indem eine Sättigungsausgangsleistung des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 1 berechnet wird, während die elektrische Länge der Verzögerungsschaltung geändert wird. Eine horizontale Achse gibt elektrische Längen der ersten Verzögerungsschaltung 7 und der zweiten Verzögerungsschaltung 14 an, die bei einer elektrischen Länge von 1/4 eines Eingangssignals normiert sind. In einer einem typischen Doherty-Verstärker ähnlichen Art und Weise müssen die elektrischen Längen der ersten Verzögerungsschaltung 7 und der zweiten Verzögerungsschaltung 14 nicht genau λ/4 sein, und, falls die elektrischen Längen innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % einer Wellenlänge λ des Eingangssignals liegen, können ähnliche Effekte erwartet werden. 11 Fig. 13 is a view illustrating a result obtained by calculating a saturation output of the Doherty amplifier according to Embodiment 1 while changing the electrical length of the delay circuit. A horizontal axis gives electrical lengths of the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th which are normalized with an electrical length of 1/4 of an input signal. In a manner similar to a typical Doherty amplifier, the electrical lengths of the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th cannot be exactly λ / 4, and if the electrical lengths are within a range of 1/4 ± 20% of a wavelength λ of the input signal, similar effects can be expected.

Wie oben beschrieben wurde, ist es in der vorliegenden Ausführungsform, da die Verzögerungsschaltungen in das Gehäuse integriert sind, möglich, Phasen zwischen den Eingangsanschlüssen und zwischen Ausgangsanschlüssen des Gehäuses gleich einzurichten. Auf diese Weise ist es möglich, eine bei einem kleinen Gehäuse auftretende elektromagnetische Kopplung zu unterdrücken. Ferner ist es möglich, Charakteristiken des Doherty-Verstärkers an den Anpassungsschaltungen außerhalb des Gehäuses leicht fein einzustellen.As described above, in the present embodiment, since the delay circuits are incorporated in the package, it is possible to make phases between the input terminals and between output terminals of the package equal. In this way, it is possible to suppress electromagnetic coupling occurring in a small case. Furthermore, it is possible to easily fine-tune characteristics of the Doherty amplifier on the matching circuits outside the housing.

Ausführungsform 2Embodiment 2

12 ist ein Ersatzschaltbild, das das Innere eines Gehäuses eines Doherty-Verstärkers gemäß einer Ausführungsform 2 veranschaulicht. 13 ist eine Draufsicht, die ein Layout des Inneren des Gehäuses des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 2 veranschaulicht. Im Gegensatz zur Ausführungsform 1 sind die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 statt mit Mikrostreifenleitungen mit konzentrierten Parametern (engl.: lumped parameters) aufgebaut. Induktoren 29 bis 36 sind mit Bondingdrähten aufgebaut. Kondensatoren 37 bis 40 sind Parallelplattenkondensatoren oder dergleichen, die mit einem MIM-Kondensator aufgebaut sind, der auf einem Halbleitersubstrat oder einer Metallstruktur und einem Kühlkörper auf einem dielektrischen Substrat ausgebildet ist. 12th Fig. 13 is an equivalent circuit diagram showing the interior of a case of a Doherty amplifier according to an embodiment 2 illustrated. 13th Fig. 13 is a plan view showing a layout of the interior of the case of the Doherty amplifier according to the embodiment 2 illustrated. In contrast to Embodiment 1, the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th built with lumped parameters instead of microstrip lines. Inductors 29 to 36 are constructed with bonding wires. Capacitors 37 to 40 are parallel plate capacitors or the like constructed with an MIM capacitor formed on a semiconductor substrate or a metal structure and a heat sink on a dielectric substrate.

Eine Schaltung vom T-Typ, mit der der Kondensator 40 zwischen zwei Induktoren 35 und 36, die in Reihe geschaltet sind, im Nebenschluss verbunden ist, entspricht der zweiten Verzögerungsschaltung 14 in der Ausführungsform 1. 14 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation einer Ausgangsanpassungsschaltung eines zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 2 veranschaulicht. Diese Schaltung vom T-Typ trägt nicht zu einer Impedanztransformation bei und ist so ausgelegt, dass nur eine Durchlassband-Phase um 90 Grad verzögert wird. In einer ähnlichen Art und Weise entspricht eine Schaltung vom T-Typ, mit der der Kondensator 37 zwischen zwei Induktoren 29 und 30, die in Reihe geschaltet sind, im Nebenschluss verbunden ist, der ersten Verzögerungsschaltung 7.A T-type circuit that uses the capacitor 40 between two inductors 35 and 36 connected in series is shunted, corresponds to the second delay circuit 14th in embodiment 1. 14th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of an output matching circuit of a second amplifier according to Embodiment 2. FIG. This T-type circuit does not contribute to an impedance transformation and is designed so that only one passband phase is delayed by 90 degrees. In a similar fashion, a T-type circuit corresponds to that of the capacitor 37 between two inductors 29 and 30th connected in series is shunted to the first delay circuit 7th .

Während in der Ausführungsform 1 die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 mit Substraten mit hoher Dielektrizitätskonstante aufgebaut sind, sind in der Ausführungsform 2 die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 mit konzentrierten Parametern aufgebaut. Daher können Schaltungsgrößen der ersten Verzögerungsschaltung 7 und der zweiten Verzögerungsschaltung 14 leichter verkleinert werden. Wie in 13 veranschaulicht ist, sind ferner der erste Verstärker 9 und der zweite Verstärker 12 in Bezug auf eine Signallaufrichtung an verschiedenen Positionen montiert. Daher ist es möglich, eine Interferenz zwischen Bondingdrähten sowie eine Interferenz zwischen Eingangsanschlüssen und zwischen Ausgangsanschlüssen zu unterdrücken.While in Embodiment 1, the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th are constructed with high-dielectric-constant substrates, in Embodiment 2, the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th built with concentrated parameters. Therefore, circuit sizes of the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th can be scaled down more easily. As in 13th Also illustrated are the first amplifier 9 and the second amplifier 12th mounted in different positions with respect to a signal travel direction. Therefore, it is possible to suppress interference between bonding wires as well as interference between input terminals and between output terminals.

Ausführungsform 3Embodiment 3

15 ist eine Ansicht, die einen Doherty-Verstärker gemäß einer Ausführungsform 3 veranschaulicht. In der vorliegenden Ausführungsform sind innerhalb des Gehäuses 1 zwischen dem ersten Eingangsanschluss 2 und dem ersten Ausgangsanschluss 4 die erste Eingangsanpassungsschaltung 41, der erste Verstärker 9 und die erste Ausgangsanpassungsschaltung 42 sequentiell verbunden. Innerhalb des Gehäuses 1 sind zwischen dem zweiten Eingangsanschluss 3 und dem zweiten Ausgangsanschluss 5 die zweite Eingangsanpassungsschaltung 43, der zweite Verstärker 12 und die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 44 sequentiell verbunden. 15th FIG. 13 is a view illustrating a Doherty amplifier according to Embodiment 3. FIG. In the present embodiment are inside the housing 1 between the first input port 2 and the first output terminal 4th the first input matching circuit 41 , the first amplifier 9 and the first output matching circuit 42 sequentially connected. Inside the case 1 are between the second Input connector 3 and the second output terminal 5 the second input matching circuit 43 , the second amplifier 12th and the second output matching circuit 44 sequentially connected.

Eine elektrische Länge vom ersten Eingangsanschluss 2 bis zum ersten Verstärker 9 ist innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % einer Wellenlänge λ eines Eingangssignals länger als eine elektrische Länge vom zweiten Eingangsanschluss 3 bis zum zweiten Verstärker 12. Daher wird eine Durchlassband-Phase der ersten Eingangsanpassungsschaltung 41 in Bezug auf eine Durchlassband-Phase der zweiten Eingangsanpassungsschaltung 43 um 90 Grad verzögert.An electrical length from the first input port 2 to the first amplifier 9 is longer than an electrical length from the second input terminal within a range of 1/4 ± 20% of a wavelength λ of an input signal 3 to the second amplifier 12th . Therefore, a pass band phase of the first input matching circuit becomes 41 with respect to a passband phase of the second input matching circuit 43 delayed by 90 degrees.

Eine elektrische Länge vom zweiten Verstärker 12 bis zum zweiten Ausgangsanschluss 5 ist innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % einer Wellenlänge λ eines Eingangssignals länger als eine elektrische Länge vom ersten Verstärker 9 bis zum ersten Ausgangsanschluss 4. Daher wird eine Durchlassband-Phase der zweiten Ausgangsanpassungsschaltung 44 in Bezug auf eine Durchlassband-Phase der ersten Ausgangsanpassungsschaltung 42 um 90 Grad verzögert.One electrical length from the second repeater 12th to the second output port 5 is longer than an electrical length from the first amplifier within a range of 1/4 ± 20% of a wavelength λ of an input signal 9 to the first output connection 4th . Therefore, a pass band phase of the second output matching circuit becomes 44 with respect to a pass band phase of the first output matching circuit 42 delayed by 90 degrees.

Die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 44 und die vierte Anpassungsschaltung 19 sind so ausgelegt, dass eine Impedanz einer Abgabe, von einem Drainende des zweiten Verstärkers 12 aus gesehen, in einer der Ausführungsform 1 ähnlichen Art und Weise eine optimale Lastimpedanz Zopt wird. Jedoch trägt die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 44 zu einer Impedanztransformation bei und ist so ausgelegt, dass eine Durchlassband-Phase in Bezug auf die erste Ausgangsanpassungsschaltung 42 um 90 Grad verzögert wird. Die erste Eingangsanpassungsschaltung 41 und die zweite Eingangsanpassungsschaltung 43 sind ebenfalls ähnlich ausgelegt.The second output matching circuit 44 and the fourth matching circuit 19th are designed so that an impedance of an output, from a drain end of the second amplifier 12th seen, in a manner similar to Embodiment 1, an optimal load impedance Zopt becomes. However, the second output matching circuit carries 44 contributes to an impedance transformation and is designed so that a passband phase with respect to the first output matching circuit 42 delayed by 90 degrees. The first input matching circuit 41 and the second input matching circuit 43 are also designed similarly.

16 ist ein Ersatzschaltbild, das das Innere des Gehäuses des Doherty-Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. Die erste Eingangsanpassungsschaltung 41 enthält Induktoren 45 bis 47, einen Kondensator 48 und eine Mikrostreifenleitung 49. Die zweite Eingangsanpassungsschaltung 43 enthält Induktoren 50 und 51 und einen Kondensator 52. Die erste Ausgangsanpassungsschaltung 42 enthält einen Induktor 53. Die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 44 enthält Induktoren 54 und 55 und eine Mikrostreifenleitung 56. 16 FIG. 13 is an equivalent circuit diagram illustrating the inside of the case of the Doherty amplifier according to Embodiment 3. FIG. The first input matching circuit 41 includes inductors 45 to 47, a capacitor 48 and a microstrip line 49. The second input matching circuit 43 includes inductors 50 and 51 and a capacitor 52. The first output matching circuit 42 includes an inductor 53. The second output matching circuit 44 includes inductors 54 and 55 and a microstrip line 56.

17 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation der Ausgangsanpassungsschaltung des ersten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. 18 ist eine Ansicht, die eine Impedanztransformation der Ausgangsanpassungsschaltung des zweiten Verstärkers gemäß der Ausführungsform 3 veranschaulicht. Eine Impedanz des ersten Verstärkers 9 und des zweiten Verstärkers 12 wird jeweils von 50 Ω auf Zopt transformiert. Man beachte, dass eine Phase bei der Mikrostreifenleitung 56 an der zweiten Ausgangsanpassungsschaltung 44 um 90 Grad verzögert wird. Dies tritt ähnlich in der ersten Eingangsanpassungsschaltung 41 auf. Daher werden in einer der Ausführungsform 1 ähnlichen Art und Weise Phasen von Signalen zwischen Eingangsanschlüssen und zwischen Ausgangsanschlüssen gleich. Man beachte, dass, falls eine Differenz einer Durchlassband-Phase zwischen der ersten Ausgangsanpassungsschaltung 42 und der zweiten Ausgangsanpassungsschaltung 44 90 Grad beträgt und eine Differenz einer Durchlassband-Phase zwischen der ersten Eingangsanpassungsschaltung 41 und der zweiten Eingangsanpassungsschaltung 43 90 Grad beträgt, ähnliche Effekte auch in anderen Schaltungen als den in 16 veranschaulichten Schaltungen erhalten werden können. 17th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of the output matching circuit of the first amplifier according to Embodiment 3. FIG. 18th FIG. 13 is a view illustrating impedance transformation of the output matching circuit of the second amplifier according to Embodiment 3. FIG. An impedance of the first amplifier 9 and the second amplifier 12th is transformed from 50 Ω to Zopt in each case. Note that a phase in the microstrip line 56 at the second output matching circuit 44 delayed by 90 degrees. This similarly occurs in the first input matching circuit 41 on. Therefore, in a manner similar to Embodiment 1, phases of signals between input terminals and between output terminals become the same. Note that if there is a difference in passband phase between the first output matching circuit 42 and the second output matching circuit 44 Is 90 degrees and a difference of a passband phase between the first input matching circuit 41 and the second input matching circuit 43 90 degrees, similar effects in circuits other than in 16 illustrated circuits can be obtained.

Während die erste Verzögerungsschaltung 7 und die zweite Verzögerungsschaltung 14 in der Ausführungsform 1 nicht zu einer Impedanztransformation beitragen, tragen die erste Eingangsanpassungsschaltung 41 und die zweite Ausgangsanpassungsschaltung 44 in der vorliegenden Ausführungsform zu einer Impedanztransformation bei. Daher kann man zusätzlich zu den Effekten der Ausführungsform 1, da es möglich ist, eine Durchführung einer Transformation einer Impedanz in mehreren Stufen zu ermöglichen, Breitband-Charakteristiken erwarten.During the first delay circuit 7th and the second delay circuit 14th in Embodiment 1 do not contribute to an impedance transformation, carry the first input matching circuit 41 and the second output matching circuit 44 in the present embodiment contributes to an impedance transformation. Therefore, in addition to the effects of Embodiment 1, since it is possible to enable transformation of an impedance to be performed in multiple stages, broadband characteristics can be expected.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

[0039] 11
Gehäuse;Casing;
22
erster Eingangsanschluss;first input port;
33
zweiter Eingangsanschluss;second input port;
44th
erster Ausgangsanschluss;first output terminal;
55
zweiter Ausgangsanschluss;second output port;
66th
erste Eingangsanpassungsschaltung;first input matching circuit;
77th
erste Verzögerungsschaltung;first delay circuit;
88th
zweite Eingangsanpassungsschaltung;second input matching circuit;
99
erster Verstärker;first amplifier;
1010
erste Ausgangsanpassungsschaltung;first output matching circuit;
1111
dritte Eingangsanpassungsschaltung;third input matching circuit;
1212th
zweiter Verstärker;second amplifier;
1313th
zweite Ausgangsanpassungsschaltung;second output matching circuit;
1414th
zweite Verzögerungsschaltung;second delay circuit;
1515th
dritte Ausgangsanpassungsschaltung;third output matching circuit;
1616
erste Anpassungsschaltung;first matching circuit;
1717th
zweite Anpassungsschaltung;second matching circuit;
1818th
dritte Anpassungsschaltung;third matching circuit;
1919th
vierte Anpassungsschaltung;fourth matching circuit;
2020th
Teilungsschaltung;Dividing circuit;
2121
Syntheseschaltung;Synthesis circuit;
29, 30, 35, 3629, 30, 35, 36
Induktor;Inductor;
37, 4037, 40
Kondensator;Capacitor;
4141
erste Eingangsanpassungsschaltung;first input matching circuit;
4242
erste Ausgangsanpassungsschaltung;first output matching circuit;
4343
zweite Eingangsanpassungsschaltung;second input matching circuit;
4444
zweite Ausgangsanpassungsschaltungsecond output matching circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • JP 2005303771 A [0005]JP 2005303771 A [0005]

Claims (5)

Doherty-Verstärker, aufweisend: ein Gehäuse, das einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss, die einander benachbart sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss, die einander benachbart sind, enthält; eine erste Eingangsanpassungsschaltung, eine erste Verzögerungsschaltung, eine zweite Eingangsanpassungsschaltung, einen ersten Verstärker und eine erste Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; eine dritte Eingangsanpassungsschaltung, einen zweiten Verstärker, eine zweite Ausgangsanpassungsschaltung, eine zweite Verzögerungsschaltung und eine dritte Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; erste bis vierte Anpassungsschaltungen, die mit dem ersten Eingangsanschluss, dem zweiten Eingangsanschluss, dem ersten Ausgangsanschluss bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden sind, außerhalb des Gehäuses; eine Teilungsschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, ein Eingangssignal in zwei Signale gleich teilt und die beiden Signale über die erste und die zweite Anpassungsschaltung in den ersten bzw. den zweiten Eingangsanschluss einspeist; und eine Syntheseschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist und von dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss über die dritte und die vierte Anpassungsschaltung eingespeiste Signale in ein Signal synthetisiert.Doherty amplifier, comprising: a housing including first and second input ports adjacent to each other and first and second output ports adjacent to each other; a first input matching circuit, a first delay circuit, a second input matching circuit, a first amplifier, and a first output matching circuit sequentially connected between the first input terminal and the first output terminal within the housing; a third input matching circuit, a second amplifier, a second output matching circuit, a second delay circuit, and a third output matching circuit sequentially connected between the second input terminal and the second output terminal within the housing; first to fourth matching circuits connected to the first input terminal, the second input terminal, the first output terminal and the second output terminal, respectively, outside the housing; a dividing circuit provided outside the housing, dividing an input signal equally into two signals, and feeding the two signals to the first and second input terminals via the first and second matching circuits, respectively; and a synthesis circuit provided outside the case and synthesizes signals input from the first and second output terminals through the third and fourth matching circuits into a signal. Doherty-Verstärker nach Anspruch 1, wobei eine Impedanz einer Eingangsseite, von einem Ausgangsende der ersten Eingangsanpassungsschaltung aus gesehen, eine erste Impedanz bei einer Frequenz des Eingangssignals ist, eine Impedanz einer Ausgangsseite, von einem Eingangsende der dritten Ausgangsanpassungsschaltung aus gesehen, eine zweite Impedanz bei der Frequenz des Eingangssignals ist, die erste und die zweite Impedanz keinen imaginären Teil haben, eine charakteristische Impedanz der ersten Verzögerungsschaltung die gleiche wie die erste Impedanz ist, eine charakteristische Impedanz der zweiten Verzögerungsschaltung die gleiche wie die zweite Impedanz ist und elektrische Längen der ersten und der zweiten Verzögerungsschaltung innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % einer Wellenlänge des Eingangssignals liegen.Doherty amplifier after Claim 1 , wherein an impedance of an input side viewed from an output end of the first input matching circuit is a first impedance at a frequency of the input signal, an impedance of an output side viewed from an input end of the third output matching circuit is a second impedance at the frequency of the input signal, the first and second impedances have no imaginary part, a characteristic impedance of the first delay circuit is the same as the first impedance, a characteristic impedance of the second delay circuit is the same as the second impedance, and electrical lengths of the first and second delay circuits are within a range 1/4 ± 20% of a wavelength of the input signal. Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei die erste und die zweite Verzögerungsschaltung Mikrostreifenleitungen sind.Doherty amplifier after Claim 2 wherein the first and second delay circuits are microstrip lines. Doherty-Verstärker nach Anspruch 2, wobei jede der ersten und der zweiten Verzögerungsschaltung eine Schaltung ist, mit der ein Kondensator zwischen zwei, in Reihe geschalteten Induktoren im Nebenschluss verbunden ist.Doherty amplifier after Claim 2 wherein each of the first and second delay circuits is a circuit to which a capacitor is shunted between two series-connected inductors. Doherty-Verstärker, aufweisend: ein Gehäuse, das einen ersten und einen zweiten Eingangsanschluss, die einander benachbart sind, und einen ersten und einen zweiten Ausgangsanschluss, die einander benachbart sind, enthält; eine erste Eingangsanpassungsschaltung, einen ersten Verstärker und eine erste Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem ersten Eingangsanschluss und dem ersten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; eine zweite Eingangsanpassungsschaltung, einen zweiten Verstärker und eine zweite Ausgangsanpassungsschaltung, die zwischen dem zweiten Eingangsanschluss und dem zweiten Ausgangsanschluss sequentiell verbunden sind, innerhalb des Gehäuses; erste bis vierte Anpassungsschaltungen, die mit dem ersten Eingangsanschluss, dem zweiten Eingangsanschluss, dem ersten Ausgangsanschluss bzw. dem zweiten Ausgangsanschluss verbunden sind, außerhalb des Gehäuses; eine Teilungsschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist, ein Eingangssignal in zwei Signale gleich teilt und die beiden Signale über die erste und die zweite Anpassungsschaltung in den ersten bzw. den zweiten Eingangsanschluss einspeist; und eine Syntheseschaltung, die außerhalb des Gehäuses vorgesehen ist und von dem ersten und dem zweiten Ausgangsanschluss über die dritte und die vierte Anpassungsschaltung eingespeiste Signale in ein Signal synthetisiert, wobei eine elektrische Länge vom ersten Eingangsanschluss bis zum ersten Verstärker innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % einer Wellenlänge des Eingangssignals länger als eine elektrische Länge vom zweiten Eingangsanschluss bis zum zweiten Verstärker ist und eine elektrische Länge vom zweiten Verstärker bis zum zweiten Ausgangsanschluss innerhalb eines Bereichs von 1/4 ± 20 % der Wellenlänge des Eingangssignals länger als eine elektrische Länge vom ersten Verstärker bis zum ersten Ausgangsanschluss ist.Doherty amplifier, comprising: a housing including first and second input ports adjacent to each other and first and second output ports adjacent to each other; a first input matching circuit, a first amplifier, and a first output matching circuit sequentially connected between the first input terminal and the first output terminal within the housing; a second input matching circuit, a second amplifier, and a second output matching circuit sequentially connected between the second input terminal and the second output terminal within the housing; first to fourth matching circuits connected to the first input terminal, the second input terminal, the first output terminal and the second output terminal, respectively, outside the housing; a dividing circuit provided outside the housing, dividing an input signal equally into two signals, and feeding the two signals to the first and second input terminals via the first and second matching circuits, respectively; and a synthesis circuit which is provided outside the housing and synthesizes signals input from the first and second output terminals via the third and fourth matching circuits into a signal, wherein an electrical length from the first input terminal to the first amplifier is within a range of 1/4 ± 20% of a wavelength of the input signal longer than an electrical length from the second input terminal to the second amplifier, and an electrical length from the second amplifier to the second output terminal within a range of 1/4 ± 20% of the wavelength of the input signal is longer than an electrical length from the first amplifier to the first output terminal.
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